Поиск - новости науки и техники

Лабораторная работа

Грипп не пройдет!
Оригинальное ИT-решение на стыке информационных технологий, медицины и социальных сетей разработали молодые ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ). Система раннего обнаружения эпидемий ОРВИ и гриппа была представлена на всероссийском конкурсе “Системное решение”. Работа признана одной из лучших в направлении “Информационные и телекоммуникационные технологии” и получила грант благотворительной программы фонда “Система” в размере 400 000 рублей на доработку и выпуск прототипа.
Авторы проекта – аспирант Инженерной школы Анастасия Потапенко и магистрант Школы естественных наук Дмитрий Краснов – объяснили, что сегодня отсутствуют удобные пользовательские системы раннего обнаружения эпидемий, что приводит к значительным экономическим потерям. Для решения этой проблемы они предлагают создать систему мониторинга распространения ОРВИ и гриппа на основе анализа информационного пространства с населением численностью не менее 100 000 человек. Источниками информации станут данные, генерируемые пользователями Интернета: они оставляют публикации в социальных сетях, отправляют интересующие их поисковые запросы, по которым можно фиксировать косвенные признаки развития эпидемий ОРВИ и гриппа. Также в качестве источника информации будут использоваться данные о погодных условиях.
 “Предлагаемое решение – это сервис мониторинга, аналитики и прогнозирования. С помощью облачных технологий система собирает информацию, идентифицирует очаги инфекции в населенных пунктах и обеспечивает интерактивную визуализацию полученных результатов”, – рассказала Анастасия Потапенко.
Авторы отметили, что разработка может быть полезна государственным органам для контроля эпидемиологической ситуации, имеет значительный потенциал коммерциализации и будет востребована широким кругом пользователей. Достоинствами системы являются свободный доступ для массовой аудитории, прогнозирование на основе искусственной нейронной сети, интерактивная графическая визуализация.
Молодые ученые ДВФУ стали финалистами I Всероссийского грантового конкурса для студентов и аспирантов “Системное решение” в числе 39 разработчиков со всей страны, которые предложили свои решения реальных производственных задач в области электроэнергетики, нефтесервиса, информационных и телекоммуникационных технологий. Задание по разработке системы раннего обнаружения эпидемий ОРВИ и гриппа поступило от ОАО “РТИ” – крупнейшего в России частного холдинга в области обороны, микроэлектроники, комплексных систем связи и безопасности.
Пресс-служба ДВФУ
Спасение от эпилепсии?
Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН и МФТИ в своей работе показали, что эпилептическая активность ослабевает либо полностью блокируется, если подопытным животным вводятся препараты, активирующие деятельность эндоканнабиноидной системы мозга. Результаты опубликованы в журнале Brain Research.
Эпилепсия – одно из самых распространенных хронических неврологических заболеваний человека, проявляющееся в возникновении повторных судорожных приступов. Медики выделяют разные виды эпилепсии – в зависимости от того, в какой части мозга находится судорожный очаг. Если он локализован в височной доле, развивается так называемая височная эпилепсия. Ученые из Лаборатории системной организации нейронов ИТЭБ РАН и МФТИ обнаружили эффективный способ защиты височной доли мозга от патологических изменений при развитии эпилепсии.
В настоящее время не существует надежных способов для лечения этого заболевания. У части пациентов, получающих фармакологические препараты, мозг становится заторможенным, примерно треть из них являются фармакорезистентными, то есть не поддаются лечению. При тяжелых формах височной эпилепсии и резистентности к лечению больным удаляют гиппокамп – центр формирования судорожного очага. Эта часть мозга отвечает за формирование краткосрочной памяти и последующий ее перевод в долгосрочную, поэтому после ее удаления пациент становится полностью неспособным к запоминанию новой информации. В связи с этим исследователи постоянно ищут новые пути защиты гиппокампа от патологических событий, приводящих к развитию эпилепсии. 
Биологи смоделировали развитие височной эпилепсии у морских свинок, используя нейротоксин, вызывающий у животных при введении так называемый эпилептический статус. При этом в гиппокамп и связанные с ним области вживляли электроды для регистрации активности при эпилептическом статусе и во время эпилептогенеза (процесса формирования эпилептического очага).
– Мы показали, что эпилептический статус и последующий эпилептогенез могут значительно ослабевать либо полностью блокироваться, если подопытным животным вместе с эпилептогеном вводить препараты, активирующие деятельность эндоканнабиноидной системы мозга, – рассказала заведующая Лабораторией системной организации нейронов ИТЭБ РАН доктор биологических наук Валентина Кичигина.
Термином “каннабиноиды” принято обозначать химические соединения, содержащиеся в конопле, а также их синтетические аналоги. В 1992 году Рафаэль Мешулам показал, что головной мозг вырабатывает свою жирную кислоту, позднее Дэниел Пьомелли и Нефи Стелла из Калифорнийского университета обнаружили еще один липид с такими же свойствами. Эти два соединения и представляют собой главные эндогенные каннабиноиды головного мозга. Эндогенная каннабиноидная система поддерживает гомеостаз мозга, модулирует высвобождение возбуждающих и тормозящих нервную систему веществ. Она участвует также в регуляции иммунной системы организма. Ученые продемонстрировали, что введение веществ, активизирующих эндоканнабиноидную систему, приводит к нормализации электрической активности в мозге. Значительно снижается дисбаланс в деятельности гиппокампа и медиальной септальной области; исчезает высокочастотный патологический ритм в гиппокампе. 
– Блестящие результаты были получены и при исследовании ткани гиппокампа, взятой из мозга лабораторных животных, – рассказывает Валентина Кичигина. – Любовь Шубина, молодой научный сотрудник нашей лаборатории, с помощью специальной программы подсчитывала количество интактных клеток в срезах гиппокампа. Оказалось, что после введения препаратов, активирующих эндоканнабиноидную систему, гиппокамп оставался практически неповрежденным. За эту работу Любовь Шубина получила премию Президента РФ.
В работе было особенно важно выявить и зафиксировать изменения с помощью объективных показателей. Оказалось, что эндоканнабиноиды воздействуют комплексно на различные структуры мозга и порой это происходит в противоположных направлениях. “Поэтому было важно применить современные методы математической обработки данных и доказать сначала самим себе, а затем и рецензентам статьи, что наши методы обработки адекватны, а результаты статистически значимы”, – рассказал ведущий научный сотрудник ИТЭБ РАН, профессор кафедры информатики МФТИ доктор физико-математических наук Рубин Алиев.
Наблюдаемые исследователями улучшения в состоянии тканей гиппокампа у лабораторных животных с моделью височной эпилепсии, а также нормализация электрической активности мозга после стимуляции эндоканнабиноидной системы заставляют задуматься о разработке новых подходов для лечения эпилепсии. Кроме того, эта работа демонстрирует терапевтический потенциал воздействия на эндогенную каннабиноидную систему при лечении других патологий мозга, вызванных нейротоксическим повреждением.
Работа поддержана грантами РФФИ и грантом Президента РФ.
Пресс-служба ИТЭБ РАН, пресс-служба МФТИ
Обучить иммунитет
Ученые Томского политехнического университета, совместно с коллегами из Санкт-Петербурга и Лондона, опубликовали научную статью, в которой представили новый метод борьбы с вирусом “свиного” гриппа (A (H1N1)). Полученные результаты могут быть использованы для разработки новых систем доставки противовирусных препаратов, которые помогут эффективнее бороться с различными типами гриппа.
Научная статья “Гибридные неорганические-органические капсулы для эффективной внутриклеточной доставки новых миРНК против вирусной инфекции гриппа A (H1N1)” опубликована в журнале Scientific Reports.
Исследование провели ученые Лаборатории новых лекарственных форм Центра RASA на базе Томского политехнического университета, Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. академика И.П.Павлова, Научно-исследовательского института гриппа в Санкт-Петербурге и Школы инженерных наук и материаловедения Лондонского университета королевы Марии. Участие в разработке технологии также принимают ученые Института детской гематологии и трансплантологии им. Раисы Горбачевой.
Новый метод борьбы с вирусом А (H1N1) заключается в том, чтобы не искать новые вакцины от гриппа, а “научить” иммунитет пациента быстрее вырабатывать собственные интерфероны – белки, благодаря которым наш организм становится невосприимчивым к вирусу. Для этого ученые Лаборатории новых лекарственных форм Центра RASA при ТПУ предлагают активировать иммунную систему клеток организма с помощью сферических гибридных микроконтейнеров, в которых содержатся антивирусные РНК (рибонуклеиновые кислоты).
Доставка микроконтейнеров, содержащих малые интерферирующие (антивирусные) РНК (миРНК), осуществляется в организм пациента респираторно – через носовые пазухи. В полости носовых пазух микроконтейнер деградирует и высвобождает миРНК в клетки, которые при заражении организма вирусом выделяют мало интерферонов.
Достигая нужной клетки – клетки-мишени, микроконтейнер разлагается, высвобождая антивирусные миРНК. В результате трансфекции, то есть введения в клетку генетического материала, происходит блокировка вирусного генома, что приводит к снижению репродукции вируса гриппа.
“Антивирусные РНК взаимодействуют с мат-ричной РНК вируса гриппа. Это приводит к разрушению “вирусной” РНК, что способствует снижению распространения вирусного гена”, – отмечает один из главных авторов статьи Александр Тимин, младший научный сотрудник лаборатории новых лекарственных форм Центра RASA при ТПУ.
Как сообщают ученые, первые лабораторные эксперименты уже показали, что в результате такого взаимодействия содержание вирусного белка снижается более чем на 80%.
Пресс-служба ТПУ

Нет комментариев